故障检测技术

本报告针对建设“高供电可靠性”配电网的要求，提出配电网“全范围故障快速处置”的目标。要求配网设备能准确检测“从极大的短路故障，到极小的接地故障”全范围故障，并能实现快速有效的就地隔离和非故障区域供电自愈。 报告基于企业的核心技术，提出将基于光纤差动的智能分布式配网自愈系统，基于相不对称算法接地故障检测技术，以及高可靠断路器级常压密封空气绝缘环网柜，等配网先进技术优化整合，实现配电网全范围故障快速处置。 本报告特别介绍了方案的核心技术特点，并分享了部分成功的运行案例。

随着电力电缆的大量应用，电缆的故障也随着增多，电缆的故障检测技术较早期的低压脉冲法预定位高压“烧穿”声测定位的“经典”法也发展出了多种检测方法，如利用行波原理的脉冲法，利用阻抗值的电桥法等等。在不断的生产实践过程中通过大量的电缆故障检测，总结出行之有效的电力电缆故障检测方法和流程对实际工作具有积极的意义。本文通过对电力电缆故障的成因、故障类型的分析，以及各种故障检测方法的介绍和实例分析，总结出行之有效的电力电缆故障检测流程，以及各种方法所适用的故障类型。

针对配电网发生单相接地故障时电流较弱、故障条件复杂、现有的故障检测技术性能不可靠的问题，提出一种利用基频移频的多元暂态特征故障度配电网单相接地选线方法。为了保留暂态特征的全景性，去除暂态零序电流中的基频分量，采用希尔伯特变换对暂态零序电流解析信号进行计算。之后，引入位移因子去除基频，保留所有的瞬态特征，并计算了3种典型瞬态特征指标。最后，采用Copula计算瞬态特征随机变量的联合分布密度函数并计算各线路的故障度，选择故障程度最大的馈线作为故障馈线。建立不同故障条件下的径向配电网样本模型、电弧故障模型以及风机和光伏模型的IEEE 34节点测试系统，验证了所提方法的有效性。

重点介绍了直流电源系统包含特殊的接地故障（瞬时接地）的一种新型直流绝缘监测装置，从瞬时接地故障的判断方法、查找原理对该新型绝缘监测装置进行了系统的介绍，并通过几个现场发生的典型案例分析瞬时接地故障对系统安全性、稳定性的影响，列举了几个典型的瞬时接地故障查找案例，验证了该设备的先进性及准确性。

特高频法对GIS/HGIS进行局部放电检测成为国内外局放检测领域研究的重点和热点，然而如今特高频检测技术遇到了瓶颈，主要是在线监测系统诊断结果的可靠性存在严重的问题，国内许多500kV及以上变电站都安装了特高频局放在线监测系统，运今为止，成功预警的次数很少，经常发出报警信息，虚警和漏警同时存在，严重扰乱了运维的工作秩序、降低了安装在线监测系统的必要性和价值。诊断结果的可靠性低，其本质是在超高压、特高压变电站存在请多的外部电磁干扰，目前特高频检测方法的免疫力还不够，既难以抑制，也难以判别。 光学检测方法由于检测的是发光现象，不受电磁环境干扰的影响，具有优良的抗干扰性能，另外，由于GIS/HGIS是全封闭的结构，在GIS/HGIS内部不存在千扰光源，能进一步提高光学检测结果的有效性，因而，从放电时会伴随发光现象的角度，采用光学方法检测GIS/HGIS内部的放电情况将会具有其它方法无法比拟的优势。 目前基于光电信息的监测系统已成功应用于欧洲、澳洲、亚洲多个变电站的GIS设备，取得了良好的效果，具有广泛应用前景，然而在国内变电站的应用中基本还处于空白。

介绍了GIS/GIL设备进行机械故障检测的背景，给出了基于振动信号的设备机械故障检测方法，介绍了信号特征及分析方法；介绍了针对GIS/GIL的机械振动、局部放电、红外热成像联合检测及分析技术；介绍了机械振动-超声局放融合检测技术，对GIS/GIL机械故障带电检测存在的问题及如何解决提出了个人思考。

110kV及以上电力变压器运行事故中，绕组故障是导致电力变压器损坏及电网故障的主要原因之一。1）大型变压器高压自激振荡试验新方法；2）基于自激振荡波的绕组故障检测新技术；3）自激振荡波的发生和测试装置。为及时发现和准确判断绕组的早期、中期故障提供新的方法。